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目 錄
contents
第1 章 PCB 常用軟件 ……………………………………………………………………… 1
1.1 PCB 設(shè)計(jì)軟件 …………………………………………………………………… 2
1.1.1 嘉立創(chuàng)EDA ……………………………………………………………… 2
1.1.2 Altium Designer …………………………………………………………… 6
1.1.3 PADS ………………………………………………………………………10
1.2 PCB 制造軟件 ……………………………………………………………………14
1.2.1 Gerbv ………………………………………………………………………16
1.2.2 嘉立創(chuàng)DFM ………………………………………………………………18
1.2.3 嘉立創(chuàng)CAM ………………………………………………………………20
第2 章 PCB 基板材料 ………………………………………………………………………21
2.1 PCB 基材的選擇與注意事項(xiàng) ……………………………………………………22
2.1.1 基材類別選擇 ……………………………………………………………22
2.1.2 基材的選擇 ………………………………………………………………22
2.2 常見電路板基材類型 ………………………………………………………………25
2.2.1 基材分類 …………………………………………………………………25
2.2.2 覆銅板的分類 ……………………………………………………………26
2.2.3 覆銅板的品種和規(guī)格 ……………………………………………………28
2.3 PCB 基材的幾項(xiàng)關(guān)鍵特性 ………………………………………………………29
2.3.1 耐熱性 ……………………………………………………………………29
2.3.2 電氣性能 …………………………………………………………………32
2.3.3 機(jī)械性能 …………………………………………………………………34
第3 章 PCB 生產(chǎn)工藝流程與參數(shù) …………………………………………………………38
3.1 嘉立創(chuàng)PCB 生產(chǎn)工藝流程 ………………………………………………………38
3.1.1 單面PCB 生產(chǎn)工藝流程 …………………………………………………38
3.1.2 雙面PCB 生產(chǎn)工藝流程 …………………………………………………39
3.1.3 4 層PCB 生產(chǎn)工藝流程 …………………………………………………40
3.1.4 6 層及以上PCB 生產(chǎn)工藝流程 …………………………………………41
·VI·
從設(shè)計(jì)到量產(chǎn)：電子工程師PCB 智造實(shí)戰(zhàn)指南
3.2 生產(chǎn)流程簡介 ……………………………………………………………………41
3.3 嘉立創(chuàng)PCB 工藝參數(shù) ……………………………………………………………52
第4 章 PCB 鉆孔設(shè)計(jì)與制造 ………………………………………………………………61
4.1 PCB 鉆孔工藝概述 ………………………………………………………………61
4.2 鉆孔分類 …………………………………………………………………………62
4.2.1 金屬化孔與非金屬化孔設(shè)計(jì)與制造 ……………………………………62
4.2.2 過孔與插件孔 ……………………………………………………………65
4.2.3 壓接孔 ……………………………………………………………………67
4.3 鉆孔內(nèi)、外徑尺寸 ………………………………………………………………68
4.3.1 圓形鉆孔設(shè)計(jì) ……………………………………………………………68
4.3.2 槽形鉆孔設(shè)計(jì) ……………………………………………………………74
4.3.3 半孔設(shè)計(jì)要點(diǎn)與注意事項(xiàng) ………………………………………………79
4.3.4 沉頭孔、背鉆和盲槽工藝 ………………………………………………82
4.3.5 孔徑公差與應(yīng)用 …………………………………………………………84
4.4 PCB 正、負(fù)片工藝 ………………………………………………………………85
4.4.1 正、負(fù)片工藝加工流程 …………………………………………………86
4.4.2 正、負(fù)片工藝的品質(zhì)隱患 ………………………………………………87
4.4.3 壞孔 ………………………………………………………………………89
4.5 鉆孔品質(zhì)控制與檢測(cè) ……………………………………………………………90
4.5.1 導(dǎo)通性檢測(cè) ………………………………………………………………90
4.5.2 孔徑檢測(cè) …………………………………………………………………91
4.5.3 鉆孔內(nèi)部鍍層結(jié)構(gòu)檢測(cè) …………………………………………………92
練習(xí)題 ……………………………………………………………………………………93
參考答案 …………………………………………………………………………………97
第5 章 PCB 線路設(shè)計(jì)與制造 ………………………………………………………………98
5.1 PCB 線路工藝概述 ………………………………………………………………98
5.2 線路設(shè)計(jì)要點(diǎn)及注意事項(xiàng) …………………………………………………………99
5.2.1 線寬、線距的設(shè)計(jì)與制造 ………………………………………………99
5.2.2 鋪銅設(shè)計(jì)注意事項(xiàng) …………………………………………………… 106
5.3 鋪銅不均的品質(zhì)隱患 ………………………………………………………… 109
5.3.1 鋪銅不均對(duì)線路制造的影響 ………………………………………… 109
5.3.2 鋪銅不均對(duì)多層板層壓的影響 ……………………………………… 111
5.3.3 鋪銅不均對(duì)阻焊油墨的影響 ………………………………………… 113
·VII·
目 錄
5.4 線路的品質(zhì)控制與檢測(cè) ………………………………………………………… 114
5.4.1 線路尺寸與精度的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn) ………………………………………… 114
5.4.2 線路的檢測(cè) …………………………………………………………… 117
練習(xí)題 ………………………………………………………………………………… 118
參考答案 …………………………………………………………………………………97
第6 章 PCB 阻焊設(shè)計(jì)與制造 …………………………………………………………… 123
6.1 PCB 阻焊工序概述 …………………………………………………………… 123
6.1.1 阻焊的設(shè)計(jì)層次與生產(chǎn)工序 ………………………………………… 123
6.1.2 阻焊生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備 ………………………………………………… 123
6.2 阻焊設(shè)計(jì) ……………………………………………………………………… 124
6.2.1 阻焊開窗與覆蓋區(qū)域 ………………………………………………… 124
6.2.2 阻焊層與錫膏層 ……………………………………………………… 126
6.2.3 阻焊擴(kuò)展值的參數(shù)設(shè)置 ……………………………………………… 126
6.3 阻焊橋 ………………………………………………………………………… 129
6.3.1 阻焊橋的定義與作用 ………………………………………………… 129
6.3.2 影響阻焊橋?qū)崿F(xiàn)的條件 ……………………………………………… 129
6.4 四種阻焊覆蓋方式 …………………………………………………………… 130
6.4.1 過孔蓋油 ……………………………………………………………… 130
6.4.2 過孔開窗 ……………………………………………………………… 131
6.4.3 過孔塞油 ……………………………………………………………… 132
6.4.4 過孔塞樹脂/ 銅漿+ 電鍍蓋帽 ……………………………………… 134
6.4.5 工藝選擇與成本平衡 ………………………………………………… 136
6.5 阻焊的品質(zhì)控制與檢驗(yàn) ………………………………………………………… 137
6.5.1 阻焊油墨的外觀檢驗(yàn) ………………………………………………… 137
6.5.2 附著力檢測(cè) …………………………………………………………… 137
練習(xí)題 ………………………………………………………………………………… 137
參考答案 ……………………………………………………………………………… 140
第7 章 PCB 字符標(biāo)識(shí)設(shè)計(jì)與制造 ……………………………………………………… 141
7.1 字符標(biāo)識(shí)（絲�。┕に嚫攀� …………………………………………………… 141
7.1.1 字符生產(chǎn)關(guān)鍵設(shè)備的時(shí)代變遷 ……………………………………… 141
7.1.2 網(wǎng)板印刷與自動(dòng)噴印的優(yōu)缺點(diǎn) ……………………………………… 142
7.2 字符設(shè)計(jì)要點(diǎn)及注意事項(xiàng) ……………………………………………………… 143
7.2.1 字符標(biāo)識(shí)可制造性設(shè)計(jì) ……………………………………………… 143
·VIII·
從設(shè)計(jì)到量產(chǎn)：電子工程師PCB 智造實(shí)戰(zhàn)指南
7.2.2 字符個(gè)性化設(shè)計(jì)與選擇 ……………………………………………… 147
7.3 字符的品質(zhì)控制與檢測(cè) ………………………………………………………… 151
7.3.1 字符清晰度和可讀性檢測(cè) …………………………………………… 151
7.3.2 字符附著力檢測(cè) ……………………………………………………… 151
練習(xí)題 ………………………………………………………………………………… 151
參考答案 ……………………………………………………………………………… 193
第8 章 PCB 外形設(shè)計(jì)與制造 …………………………………………………………… 154
8.1 外形工藝概述 ………………………………………………………………… 154
8.2 外形設(shè)計(jì)注意事項(xiàng) …………………………………………………………… 155
8.2.1 外形層設(shè)計(jì) …………………………………………………………… 155
8.2.2 外形尺寸設(shè)計(jì) ………………………………………………………… 157
8.2.3 外形公差 ……………………………………………………………… 158
8.3 外形拼板 ……………………………………………………………………… 159
8.3.1 單板出貨 ……………………………………………………………… 159
8.3.2 V 割拼板出貨 ………………………………………………………… 159
8.3.3 郵票孔拼板出貨 ……………………………………………………… 162
8.3.4 拼板的其他注意事項(xiàng) ………………………………………………… 163
8.3.5 PCB 斜邊工藝 ………………………………………………………… 165
8.4 外形的品質(zhì)控制與檢測(cè) ………………………………………………………… 166
8.5 PCB 的平整度 ………………………………………………………………… 167
8.5.1 平整度對(duì)PCB 的影響 ………………………………………………… 167
8.5.2 如何預(yù)防和改善PCB 平整度 ………………………………………… 167
8.5.3 平整度的評(píng)估 ………………………………………………………… 168
練習(xí)題 ………………………………………………………………………………… 170
參考答案 ……………………………………………………………………………… 178
第9 章 PCB 表面處理的選擇 …………………………………………………………… 179
9.1 表面處理類型與應(yīng)用 …………………………………………………………… 179
9.1.1 噴錫工藝 ……………………………………………………………… 179
9.1.2 沉金工藝 ……………………………………………………………… 181
9.1.3 OSP …………………………………………………………………… 181
9.2 表面處理工藝選擇的注意事項(xiàng) ………………………………………………… 183
9.2.1 高密度元器件PCB 表面處理的選擇 ………………………………… 183
9.2.2 特殊類型PCB 表面處理的選擇 ……………………………………… 183
·IX·
目 錄
9.3 表面處理的控制與檢測(cè) ………………………………………………………… 186
9.3.1 外觀檢查 ……………………………………………………………… 186
9.3.2 可焊性檢測(cè) …………………………………………………………… 187
練習(xí)題 ………………………………………………………………………………… 188
參考答案 ……………………………………………………………………………… 188
第10 章 FPC ……………………………………………………………………………… 189
10.1 FPC 基礎(chǔ)知識(shí) ……………………………………………………………… 189
10.1.1 FPC 板分類 ………………………………………………………… 189
10.1.2 軟板材料介紹 ……………………………………………………… 191
10.1.3 硬板材料 …………………………………………………………… 197
10.1.4 FPC 優(yōu)缺點(diǎn) ………………………………………………………… 198
10.2 FPC 生產(chǎn)流程 ……………………………………………………………… 198
10.2.1 單面板生產(chǎn)流程 …………………………………………………… 198
10.2.2 雙面板生產(chǎn)流程 …………………………………………………… 199
10.2.3 多層板生產(chǎn)流程 …………………………………………………… 199
10.2.4 特殊多層板 ………………………………………………………… 200
10.3 FPC 生產(chǎn)流程詳解 ………………………………………………………… 202
10.4 FPC 設(shè)計(jì)注意事項(xiàng) ………………………………………………………… 209
10.4.1 鉆孔設(shè)計(jì) …………………………………………………………… 210
10.4.2 線路設(shè)計(jì) …………………………………………………………… 210
10.4.3 阻焊設(shè)計(jì) …………………………………………………………… 211
10.4.4 文字設(shè)計(jì) …………………………………………………………… 212
10.4.5 輔料設(shè)計(jì) …………………………………………………………… 212
10.4.6 外形設(shè)計(jì) …………………………………………………………… 214
10.4.7 拼板設(shè)計(jì) …………………………………………………………… 215
第11 章 嘉立創(chuàng)EDA 快速入門 ………………………………………………………… 217
11.1 嘉立創(chuàng)EDA 設(shè)計(jì)入門 ……………………………………………………… 217
11.1.1 開發(fā)環(huán)境介紹 ……………………………………………………… 217
11.1.2 新建元件 …………………………………………………………… 218
11.1.3 原理圖設(shè)計(jì) ………………………………………………………… 223
11.1.4 電路PCB 設(shè)計(jì) ……………………………………………………… 227
11.2 嘉立創(chuàng)EDA 特色功能 ……………………………………………………… 232
11.2.1 FPC 軟板設(shè)計(jì) ……………………………………………………… 232
·X·
從設(shè)計(jì)到量產(chǎn)：電子工程師PCB 智造實(shí)戰(zhàn)指南
11.2.2 彩色絲印設(shè)計(jì) ……………………………………………………… 235
11.2.3 3D 外殼設(shè)計(jì) ………………………………………………………… 238
11.2.4 面板設(shè)計(jì) …………………………………………………………… 242
第12 章 嘉立創(chuàng)DFM ……………………………………………………………………… 245
12.1 嘉立創(chuàng)DFM 軟件簡介 ……………………………………………………… 245
12.2 DFM 快速入門 ……………………………………………………………… 245
12.2.1 安裝客戶端 ………………………………………………………… 245
12.2.2 打開文件 …………………………………………………………… 246
12.2.3 PCB 分析 …………………………………………………………… 247
12.2.4 SMT 分析 …………………………………………………………… 248
12.2.5 導(dǎo)出分析報(bào)告 ……………………………………………………… 250
12.3 DFM 主要功能及操作流程 ………………………………………………… 252
12.3.1 DFM 檢測(cè)之PCB …………………………………………………… 252
12.3.2 DFM 檢測(cè)之SMT …………………………………………………… 255
12.3.3 DFM 分析結(jié)果查看 ………………………………………………… 258
12.3.4 DFM 自定義檢測(cè)規(guī)則 ……………………………………………… 259
12.4 常見DFM 問題識(shí)別及解決方法 …………………………………………… 260
12.4.1 為什么報(bào)錯(cuò)“有多個(gè)PCB 源文件或Gerber 文件” ……………… 260
12.4.2 鉆孔與線路層沒有對(duì)齊 …………………………………………… 261
12.4.3 為什么元件明明在板內(nèi)卻報(bào)告與板框相交 ……………………… 262
第13 章 嘉立創(chuàng)CAM …………………………………………………………………… 264
13.1 嘉立創(chuàng)CAM 軟件介紹與下載安裝 ………………………………………… 264
13.1.1 引言 ………………………………………………………………… 264
13.1.2 軟件的主要功能 …………………………………………………… 265
13.1.3 軟件的運(yùn)行環(huán)境 …………………………………………………… 266
13.2 初次使用流程和異常情況處理 ……………………………………………… 267
13.2.1 軟件啟動(dòng) …………………………………………………………… 267
13.2.2 注冊(cè)與登錄（個(gè)人版） …………………………………………… 267
13.2.3 主界面概覽 ………………………………………………………… 267
13.2.4 導(dǎo)入資料示例 ……………………………………………………… 268
13.2.5 異常情況處理 ……………………………………………………… 270
13.3 軟件界面詳解 ………………………………………………………………… 271
13.3.1 導(dǎo)入Gerber 資料界面詳解 ………………………………………… 271
·XI·
目 錄
13.3.2 資料包的結(jié)構(gòu)詳解 ………………………………………………… 271
13.3.3 資料編輯界面詳解 ………………………………………………… 273
13.3.4 導(dǎo)出資料界面詳解 ………………………………………………… 276
13.4 主要命令詳解 ………………………………………………………………… 276
13.4.1 資料整理之層命名 ………………………………………………… 276
13.4.2 資料整理之層屬性與層類型 ……………………………………… 278
13.4.3 資料整理之層極性 ………………………………………………… 278
13.4.4 資料整理之資料格式 ……………………………………………… 279
13.4.5 資料整理之層對(duì)齊 ………………………………………………… 280
13.4.6 資料整理之虛擬外形 ……………………………………………… 281
13.4.7 資料整理之Step 歸零 ……………………………………………… 281
13.4.8 資料整理之外形裁剪 ……………………………………………… 282
13.4.9 層相關(guān)命令集 ……………………………………………………… 283
13.4.10 跨層移動(dòng) …………………………………………………………… 283
13.4.11 跨層復(fù)制（復(fù)制層） ……………………………………………… 284
13.4.12 Step 相關(guān)命令集 …………………………………………………… 285
13.4.13 還原文件名 ………………………………………………………… 285
13.4.14 資料編輯之選擇命令 ……………………………………………… 286
13.4.15 資料編輯之同層移動(dòng) ……………………………………………… 287
13.4.16 資料編輯之同層復(fù)制 ……………………………………………… 289
13.4.17 資料編輯之元素添加 ……………………………………………… 289
13.4.18 資料編輯之元素脹縮 ……………………………………………… 291
13.4.19 資料編輯之元素修改 ……………………………………………… 292
13.4.20 資料編輯之正片去負(fù) ……………………………………………… 293
13.4.21 矩陣變換 …………………………………………………………… 293
13.4.22 提取輪廓線 ………………………………………………………… 293
13.4.23 填充輪廓線 ………………………………………………………… 294
13.4.24 連續(xù)線偏移 ………………………………………………………… 295
13.4.25 連續(xù)線移動(dòng)（保持角度） ………………………………………… 295
13.4.26 網(wǎng)格填充 …………………………………………………………… 296
13.4.27 線角轉(zhuǎn)換與橋接 …………………………………………………… 296
13.4.28 測(cè)量工具 …………………………………………………………… 298
13.4.29 保存PDF 文件 ……………………………………………………… 299
·XII·
從設(shè)計(jì)到量產(chǎn)：電子工程師PCB 智造實(shí)戰(zhàn)指南
13.4.30 手動(dòng)拼板 …………………………………………………………… 299
13.4.31 拼板命令之Repeat 選擇 …………………………………………… 300
13.4.32 拼板命令之Repeat 編輯 …………………………………………… 301
13.4.33 拼板命令之錨點(diǎn)設(shè)置 ……………………………………………… 302
13.4.34 半自動(dòng)拼板 ………………………………………………………… 302
13.4.35 添加工藝邊 ………………………………………………………… 302
13.4.36 拼板命令之Repeat 對(duì)齊 …………………………………………… 303
13.4.37 郵票孔添加 ………………………………………………………… 303
13.5 使用場(chǎng)景和技巧 ……………………………………………………………… 305
13.5.1 修改鉆孔孔徑 ……………………………………………………… 305
13.5.2 刪除絲印和添加絲印 ……………………………………………… 305
13.5.3 旋轉(zhuǎn)拼板 …………………………………………………………… 306
附錄A 嘉立創(chuàng)CAM 專業(yè)術(shù)語 …………………………………………………………… 309
參考文獻(xiàn) ……………………………………………………………………………………… 312